Physik?
Hallo und einen schönen Tag oder schöne Nacht! Ich habe so ein Problem mit einer Physikaufgabe. Ich habe wirklich keine Ahnung welche Formel ich dafür brauche...
Also meine Frage ist:
Um welchen Betrag steigt die Temperatur von 1,5 Litern Wasser, wenn du
a) das Gefäß t=3 min auf einer Heizplatte mit einer Leistung P el= 1,8kW stellst?
b) ihm die gleiche Energiemenge zuführst, die man zum Heben eines Klotzes der Masse m= 100kg und h = 110m bräuchte?
Mir reichen schon nur die Formel die ich für das berechnen brauche! Ich hatte alle möglichen Formeln schon aber nicht eine die zu diesen Aufgaben passt/gehört.
Vielen Dank schon im Vorraus und einem schönen Tag oder Nacht noch!
2 Antworten
Kritische Anmerkung:
Teil a) der Aufgabe darf man nur als stark vereinfachte Rechenübung verstehen. Mit der Wirklichkeit hat sie wenig zu tun.
Die grobe Vereinfachung ist hier die Annahme, daß die elektrische Leistung, die die Heizplatte aufnimmt, gleich groß sei wie die Wärmeleistung, die sie dem Gefäß mit Wasser zuführt. Das ist nicht so.
Erstens gibt die Heizplatte einen Teil ihrer Leistung schon mal nicht an den Topf, sondern an die Umgebung ab. Dieser Fehler ließe sich noch ziemlich einfach korrigieren (Stichwort: Wirkungsgrad).
Zweitens und vor allem aber ist, so wie das Wasser, auch die Heizplatte zunächst kalt und benötigt ebenfalls Energie, um warm zu werden. Nach dem Einschalten bewirkt die zugeführte Leistung darum zunächst einmal, daß die Platte sich selbst erwärmt. Indem sie wärmer wird, beginnt sie allmählich auch Leistung an den Topf abzuführen. Je wärmer sie wird, um so mehr Watt sind das. Erst nach einiger Zeit erreicht diese Leistung 1,8 kW mal Wirkungsgrad. Währenddessen laufen die 3 Minuten aber schon. So etwas zu berechnen, ist etwas komplizierter, als hier vorgesehen ist (Stichwort: Einschaltvorgang).
Wird die Rechnung richtiger, wenn man die Platte schon mal für eine Weile einschaltet und vorheizt, bevor man den Topf drauf stellt? Dafür müßte man genau wissen, wie lange. Sonst kann es sein, daß sie heißer wird, und mehr Wärme in sich speichert, als sie es mit dem Topf täte. Sobald der Topf drauf steht, heizt sie ihn dann mit mehr kW als sie aus der Stromleitung aufnimmt.
a) 1,8kw * 180 s = 324kJ
dU = c*m*dT
dT = dU/(m*c) = 51,55K
Das geht so für eine konstante Wärmekapazität.
b) Kannst du ja erstmal analog probieren. Die Arbeit für den Block ist m*g*h
Vielen Dank das hat echt sehr geholfen!